KR20120067308A - 중간 전압 또는 고 전압 스위치기어의 스위치를 작동시키기 위한 드라이브 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드라이브 유닛 (10) 에 관한 것으로, 상기 드라이브 유닛은 적어도 하나의 스위치 (4) 의 적어도 하나의 스위칭 소자 (5) 를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 운반하기 위해 상기 적어도 하나의 스위치 (4) 와 연결될 수 있으며, 이때 상기 드라이브 유닛 (10) 은 전동기 (22), 및 동력 공급을 위한 및 상기 전동기 (22) 를 제어하기 위한 전기적 인터페이스 (23) 를 구비하고 있다. 상기 드라이브 유닛 (10) 은 또한 제 1 가이드 요소 (17) 및 스위치 드라이브 (15) 를 구비하고 있고, 상기 스위치 드라이브는 전기 모터 (22), 전기적 인터페이스 (23) 및 제 2 가이드 요소 (18) 를 구비하고 있다. 상기 스위치 드라이브 (8) 는, 상기 스위치 드라이브 (15) 가 상기 드라이브 유닛 (10) 안으로 삽입될 수 있고 그리고 상기 드라이브 유닛 (10) 밖으로 인출될 수 있는 방식으로 상기 제 2 가이드 요소 (18) 를 통해 상기 제 1 가이드 요소 (17) 와 상호 작용한다. 상기 스위치 드라이브 (15) 는 또한 상기 전동기 (22) 를 통해 발생 가능한 구동력을 공간적으로 상기 드라이브 유닛 (10) 으로부터 떨어져 배치될 수 있는 스위치 (4) 에게 방출하기 위한 기계적 커플링 (27) 을 포함한다.

Description

중간 전압 또는 고 전압 스위치기어의 스위치를 작동시키기 위한 드라이브 유닛 {DRIVE UNIT FOR OPERATING A SWITCH OF A MEDIUM-VOLTAGE OR HIGH-VOLTAGE SWITCHGEAR}

본 발명은 중간 전압 또는 고 전압 스위치기어의 스위치를 작동시키기 위한 드라이브 유닛, 및 이러한 드라이브 유닛을 가진 스위치기어, 특히 가스 절연 스위치기어 (gas-insulated switchgear) 에 관한 것이다.

이동식 스위칭 소자 (switching element) 들을 가진 여러 가지 전기 스위치가 선행기술에 공지되어 있으며, 상기 스위칭 소자들은 스위치 드라이브 (switch drive)/전동기를 가진 드라이브 유닛을 통해 제 1 위치 또는 스위칭 위치 (switching position) 로부터 제 2 위치 또는 스위칭 위치로 움직여질 수 있다. 이 점에 있어서, 대표적인 것으로는 다수의 가스 절연 스위치를 위한 EP 1068624 B1 또는 EP 1569254 A1 이 언급된다.

이러한 스위치들은 일반적으로 금속성 하우징을 구비하며, 상기 하우징에는 상기 스위칭 소자를 움직이기 위해 필요한 스위치 드라이브를 가진 드라이브 유닛이 고정되어 있다.

이하, 스위치란 보조 스위치 (auxiliary switch), 예컨대 작업용 접지 스위치, 단로기 또는 스위치 온 고정형 접지 스위치 등등을 말하며, 하지만 파워 스위치 (power switch), 예컨대 아크 소호 장치 (arc-extinction device) 등등을 가진 가스 절연 파워 스위치는 포함되지 않는다.

이제 예컨대 가스 절연 서브스테이션 (substation) 이 이러한 다수의 스위치를 갖고 형성되면, 상기 서브스테이션은 즉시 몇 미터의 상당한 치수를 갖게 되고, 이때 상기 스위치들은 상기 서브스테이션 안의 여러 가지 위치 - 즉, 기하학적 위치들 - 에 배치되어 있다. 또한, 요구에 따라 상기 스위치들은 서로 달리 정렬되어 있다.

상기 드라이브 유닛 및/또는 상기 전동기에 결함이 있을 경우 또는 정비를 목적으로 상기 드라이브 유닛을 눈으로 보고 확인해야 하는 경우, 기술자는 상기 드라이브 유닛을 들여다 볼 수 있기 위해 스위치에 도달해야만 한다. 상기 드라이브 유닛 및/또는 상기 전동기에 결함이 있거나 또는 정비를 해야 한다고 그가 확신하는 경우, 상기 드라이브 유닛은 일반적으로 기술자에 의해 교체되며, 이때 상기 스위치 자체는 될 수 있는 한 상기 서브스테이션 안에 장착되어 남아 있다. 상기 서브스테이션의 크기에 따라, 교체 작업은 상당한 노력을 필요로 할 수 있다.

그러므로 본 발명의 목적은, 공지의 스위치들과 비교하여 장착된 상태에서의 보다 쉬운 조작, 쉬운 접근성 (accessibility), 스위치의 드라이브 유닛의 쉬운 교체를 가능하게 하는, 중간 전압 또는 고 전압 스위치기어의 스위치를 작동시키기 위한 드라이브 유닛, 및 이러한 드라이브 유닛을 가진 가스 절연 스위치기어를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 제 1 항에 따른 드라이브 유닛 및 청구항 제 10 항에 따른 스위치기어를 통해 달성된다.

상기 드라이브 유닛과 관련하여, 이 목적은, 상기 드라이브 유닛이 적어도 하나의 스위치의 적어도 하나의 스위칭 소자를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 운반하기 위해 중간 전압 또는 고 전압 스위치기어의 상기 적어도 하나의 스위치와 연결될 수 있으며, 기본 설계에 있어서 전동기, 및 동력 공급을 위한 및 상기 전동기를 제어하기 위한 전기적 인터페이스 (interface) 를 구비함으로써 달성된다. “스위치의 이동식 스위칭 소자를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 운반하다”라는 개념은 예컨대 선형 이동 또는 회전 형태의 운동을 말한다.

상기 드라이브 유닛은 제 1 가이드 요소 (guide element) 를 구비하고 있으며, 반면 상기 드라이브 유닛의 스위치 드라이브는 전기 모터, 전기적 인터페이스 및 제 2 가이드 요소를 구비하고 있다. 상기 스위치 드라이브는, 상기 스위치 드라이브가 상기 드라이브 유닛 안으로 삽입될 수 있고 그리고 상기 드라이브 유닛 밖으로 인출될 수 있는 방식으로 상기 제 2 가이드 요소를 통해 상기 제 1 가이드 요소와 상호 작용한다.

이 이외에, 상기 스위치 드라이브는 상기 전동기를 통해 발생 가능한 구동력 (driving force) 을 공간적으로 상기 드라이브 유닛으로터 떨어져 배치되어 있는 스위치에게 방출하기 위한 기계적 커플링 (coupling) 을 구비한다.

예컨대, 상기 드라이브 유닛이 공간적으로 상기 스위치로부터 떨어져 배치될 수 있음으로써, 서브스테이션의, 예컨대 가스 절연 스위치기어의 본래의 스위치들이 스위치기어 안에서의 그들의 가능한 한 최적의 위치들에 머무를 수 있는 시설들이 제작될 수 있으며, 반면 그들의 드라이브 유닛은 스위치 안에 배치된 스위칭 소자를 움직이기 위해 조작이 쉽고, 보다 쉽게 접근할 수 있는 장소에 배치되어 있다. 이렇게 하여, 필요에 따라 예컨대 상기 드라이브 유닛을 바로 스위치기어의 조작 통로에 배치하는 것이 가능하며, 이로 인해 장착된 상태에서의 이상적인 접근성이 달성될 수 있다. 공지의 시설들에서는, 이미 오래전부터 예컨대 제어 캐비넷에서, 조작 통로로부터 제어 또는 감시 작업이 실행되고 있다.

공간적으로 실시형태에 따라 몇 미터 떨어져 배치되어 있는 스위치의 움직여져야 하는 스위칭 소자로의 상기 드라이브 유닛의 상기 스위치 드라이브의 힘전달은 예컨대 유압식 라인 또는 기계적 샤프트 (shaft) 를 통해 수행된다.

상기 힘전달이 유압식으로 수행되는 경우에는, 상기 드라이브 유닛은 이에 상응하여 유압식 드라이브 유닛이며, 상기 유압식 드라이브 유닛은 예컨대 유압유를 운반하기 위한 펌프를 포함한다. 이에 반해, 상기 힘전달이 기계적으로 수행되는 경우에는, 이는 예컨대 기계적 샤프트 형태의, 또는 상기 드라이브 유닛을 상기 움직여져야 하는 스위칭 소자와 연결하는 기어 형태의 기계적 연결을 통해 가능하다. 상기 기계적 힘전달이 유연한 샤프트 - 플렉시블 (flexible) 샤프트라고도 불리운다 - 를 통해 수행되는 경우에는 조립 허용오차의 수용, 및 스위치기어 안의 비교적 접근하기 어려운 장소들에 배치되어 있는 스위치들의 보다 다양한 장착 위치와 관련된 추가적인 장점들이 실현될 수 있다. 상기 드라이브 유닛의 실시형태에 따라, 상기 드라이브 유닛은 상기 기계적 힘전달의 경우 예컨대 전동기를 본래의 구동 수단으로서 구비한다.

상기 드라이브 유닛 안으로 삽입될 수 있고 그리고 상기 드라이브 유닛 밖으로 인출될 수 있는 상기 스위치 드라이브는 기술자에게 가장 짧은 시간 내에 본 발명에 따른 결함이 있는 드라이브 유닛을 본 발명에 따른 기능적인 드라이브 유닛으로 교체하는 것을 허용한다. 이와 비교하여, 공지의 시설들에서는, 기술자는 스위치 드라이브를 갖고 있으며 스위치의 하우징에 고정된 또는 심지어 하우징 안에 통합된 드라이브 유닛을 들여다 보고 필요시 교체할 수 있기 전에, 스위치기어 안 어딘가에 배치되어 있는 스위치 유닛에 우선 도달해야만 했다. 예컨대, 스위치 드라이브가 이제 조작 통로에 위치해 있으면, 기술자는 상기 조작 통로를 떠날 필요 없이, 그리고 가장 짧은 시간 내에 드라이브 유닛에, 그리고 이로써 상기 스위치 드라이브에 도달할 수 있다.

상기 기계적 커플링은, 상기 기계적 커플링이 힘전달 수단, 예컨대 상기 기계적 샤프트에 대한 인터페이스를 형성함으로써 교체 가능성에 또한 도움을 준다. 상기 커플링의 구현형태에 따라, 이 커플링은 기술자측에서의 별도의 조작이 필요하지 않으면서 힘전달 수단의 커플링 또는 디커플링 (decoupling) 을 허용한다. 달리 표현하자면, 상기 커플링은 실시형태에 따라 상기 드라이브 유닛의 보다 쉬운 교체 가능성에 크게 기여한다. 이 점에 있어서, 다수의 커플링의 예로서는 형상 끼워맞춤식 커플링이 언급되며, 이때 상기 기계적 샤프트는 예컨대 6각 모양의 내부 공간 횡단면을 가진 수용 개구부를 가진 커플링 섹션을 구비하고 있고, 반면 상기 스위치 드라이브는 힘 방출을 위해 6각 모양의 볼트 섹션을 가진 상응하여 형성된 커플링 섹션을 구비하고 있다.

이하,“스위치기어를 작동시키다”라는 개념은 특히 제어, 조절, 측정, 감시, 스위치로의 동력 공급 등등을 말한다. 이에 상응하여, 이를 위해 필요한 수단들은 예컨대 파워 트랜스포머들 (power transformers), 센서 데이터를 평가하기 위한 유닛, 기체 밀도 감시 장치, 온도 센서, 스위치의 마지막 위치 데이터를 평가하기 위한 유닛, 스위치 안의 스위칭 소자의 위치 데이터를 평가하기 위한 유닛 등등이다.

모든 이러한 이유들로 인해, 이러한 유형의 드라이브는 가스 절연 스위치기어의 스위치의 스위칭 소자를 움직이기 위해 매우 적합하다.

상기 제 1 가이드 요소 및/또는 상기 제 2 가이드 요소가 가이드축 (guide axis) 을 정의 (define) 하고, 상기 가이드축의 방향에 있어서 상기 스위치 드라이브가 상기 드라이브 유닛 안으로 삽입될 수 있으며 그리고 상기 드라이브 유닛 밖으로 인출될 수 있으면, 상기 드라이브 유닛의 특히 간단한 기하학 (geometry) 이 실현될 수 있다. 상기 가이드 요소들의 구현형태에 따라, 상기 드라이브 유닛은 예컨대 반대로 형성된 2개의 가이드 (guide) 의 선형 (linear) 밀어넣기를 통해 실현될 수 있다. 가이드 프로파일들 (guide profiles) 간의 마찰을 저지하기 위해, 이것들은 필요에 따라 상응하여 코팅될 수 있으며, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌으로 코팅될 수 있고, 또는 그 자체가, 적은 미끄럼 저항 (sliding resistance) 을 가진 재료쌍으로, 예컨대 나일론-금속으로 만들어질 수 있으며 또는 상기 재료쌍을 포함할 수 있다. 대안적으로, 현대적인 서랍의 롤러 메커니즘과 유사한 롤러 메커니즘을 구비한 실시형태도 가능하다.

유사한 외관을 가진, 서로 달리 계획된 스위치 드라이브들의 혼동 위험을 배제하기 위해, 적합한 코딩 수단 (coding means) 이 이용될 수 있다. 이 코딩 수단은 상기 가이드들의 구성요소이거나 또는 상기 가이드들과는 상관없을 수도 있다. 첫 번째 경우에서, 코딩은 예컨대 상기 가이드들의 치수화를 통해 실현될 수 있다. 후자의 경우에는, 코딩은 예컨대 핀-부시 유형의 록킹 (locking) 을 갖고 실현될 수 있으며, 상기 코딩은 핀 및/또는 부시 배열에 따라,“틀린”스위치 드라이브가 스위치 드라이브 수용부 안에 완전히 삽입되는 것을 저지한다.

상기 드라이브 유닛의 실시형태에 따라, 그의 제 2 가이드 요소는 상기 스위치 드라이브의 기본 바디 (basic body) 와 연결되어 있다. 예컨대, 상기 연결은 나일론 띠가 상기 기본 바디 상에 리벳으로 고정되어 있음으로써 달성될 수 있다.

상기 스위치기어 및 상기 드라이브 유닛의 조작자가 상기 스위치의 스위칭 소자 자체가 정전시 신뢰성 있게 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 운반 가능한 것을 요구하는 경우에는, 상기 스위치 드라이브의 실시형태는 기계적 조작 수단을 구비할 수 있으며, 상기 조작 수단을 통해, 상기 스위치 드라이브는 상기 드라이브 유닛 안에 삽입된 상태에서 대안적으로 손에 의해 작동될 수 있다. 다수의 가능한 상기 조작 수단의 대표적인 예들은 예컨대 오픈 엔드 렌치 또는 소켓 렌치를 부착하기 위한 외부 다각형을 가지며 기어와 연결된 샤프트 단부이거나, 또는 핸드 크랭크 드라이브 (hand crank drive) 이다. 후자의 경우, 상기 핸드 크랭크는 안전을 이유로 정상 작동 경우를 위해 스위치 드라이브로부터 제거될 수 있다. 대안적인 수동 드라이브 (manual drive) 의 배열은 조작자/기술자가 상기 스위치 드라이브를 가진 상기 드라이브 유닛에 조작 통로 쪽에서 인체 공학적으로 가능한 한 이상적으로 접근할 수 있으면 특히 유리하다.

조작자/기술자가 상기 스위치 드라이브에 의해 구동된 스위치의 스위칭 소자의 스위칭 위치를 판독하는 것을 특히 쉽게 하도록 하기 위해, 스위치 드라이브가 드라이브 유닛 안에 또는 스위치 캐비넷 안에 배치된 스위칭 위치 디스플레이 (switching position display) 와 연결되어 있는 드라이브 유닛의 실시형태가 실현될 수 있다. 이 이외에, 스위치 드라이브 자체가 스위칭 위치 디스플레이를 구비하고, 상기 스위칭 위치 디스플레이를 이용해, 드라이브 유닛의 또는 스위치기어의 작동 동안 스위칭 소자의 스위칭 위치가 보여질 수 있는 실시형태도 실현 가능하다.

상기 제 2 가이드 요소가 적어도 부분적으로 상기 기본 바디 안에 통합되어 있으면, 기하학적으로 특히 간단한 드라이브 유닛이 실현될 수 있다. 실시형태에 따라, 이는 예컨대 상기 기본 바디가 평평하거나 또는 구부러진 박판으로 제조되어 있으면 그러하다. 상기 박판의 구부러짐을 통해, 예컨대 Z 모양의 제 2 가이드 요소를 가진 보다 수준 높은 가이드들이 비용 절감적으로 실현될 수 있다.

상기 스위치 드라이브의 교체 가능성이 더욱 개선되어야 하면, 상기 전기적 인터페이스는 적어도 하나의 플러그와 하나의 소켓을 가진 전기적 플러그 및 소켓 연결부 (plug-and-socket connection) 로서 설계되어 있을 수 있다. 이때, 상기 플러그와 상기 소켓은 예컨대 상기 기본 바디와 록킹될 수 있다 (can be locked). 이는 예컨대 유니온 너트 등등을 가진 나사결합을 이용한 또는 삽입 가능한 바요넷 연결 (bayonet connection) 을 이용한 탈착 가능한 연결을 통해 달성될 수 있다. 이 점에 있어서, 파괴적으로 탈착 가능한 연결을 위한 예들로서는 클립 연결 (clip connection) 또는 접착식 연결이 언급된다.

서랍 유형의 슬라이드인 유닛 (slide-in unit) 으로서 설계된 스위치 드라이브의 경우, 플러그 및 소켓 연결부에 대한 접근성은, 상기 플러그 및 소켓 연결부가 삽입축을 정의하고, 상기 삽입축이 상기 가이드축에 대해 가로질러 뻗어 있으면, 특히 상기 가이드축 (21) 에 대해 직각으로 뻗어 있으면 더욱 개선될 수 있다.

이에 대해 대안적으로, 플러그 및 소켓 연결부가 삽입축을 정의하고, 상기 삽입축은 상기 스위치 드라이브를 상기 드라이브 유닛 안에 꽂을 때 자동적으로 플러그와 소켓 간의 전기적 플러그 및 소켓 연결 (plug-and-socket connection) 이 발생하는 방식으로 상기 가이드축의 방향으로 뻗어 있는, 마찬가지로 서랍 유형의 슬라이드인 유닛으로서 설계된 스위치 드라이브가 실현될 수 있다. 이 실시형태는 스위치 드라이브를 제 1 가이드 안으로 정확히 꽂을 때 오류가 없는 전기적 접촉이 실행될 수 있다는 점에서 유리하다. 게다가 이러한 유형의 실시형태는 매우 간단하다. 접촉시키기 위해 필요한 접촉력이 역치를 초과해야 하는 경우에는, 접촉 도움 (contacting aid) 의 배열을 통해, 필요한 힘의 신뢰성 있는 적용이 보장될 수 있다. 이러한 유형의 접촉 도움은 예컨대 상기 스위치 드라이브와, 상기 제 1 가이드 요소를 가진 상기 드라이브 유닛 사이의, 상기 가이드축의 방향으로 작용하는 나사결합일 수 있다. 대안적인 접촉 도움은 상기 스위치 드라이브와 상기 드라이브 유닛 사이의, 상기 가이드축의 방향으로 작용하는 토글 클램프 (toggle clamp) 에 의해 실현될 수 있다. 상기 스위치 드라이브를 상기 드라이브 유닛 안에 삽입시킬 때의 정밀성을 높이기 위해, 적어도 하나의 센터링 요소 (centering element), 예컨대 센터링 핀이 제공될 수 있다.

필요에 따라, 상기 스위치 드라이브는 구동될 수 있는 스위치의 스위치 위치 (switch position) 를 검출하기 위한 보조 접점들 (auxiliary contacts) 을 포함한다. 실시형태에 따라, 스위치 위치의 이 검출은 모터 샤프트의 또는 중간 기어의 위치검출을 통해, 예컨대 회전각 검출을 통해 수행된다. 상기 보조 접점들의 이 통합에 의해, 공지의 드라이브 유닛들과 비교하여 예컨대 플러그 스트립 (plug strip) 이 생략될 수 있다.

상기 스위치 드라이브가 본 발명에 따른 상기 드라이브 유닛 안에 신뢰성 있게 머무르는 것을 보장하기 위해, 상기 스위치 드라이브는 삽입된 상태에서 상기 드라이브 유닛과 기계적으로 연결될 수 있으며, 실시형태들에 있어서는 기계적으로 록킹될 수 있다. 요구에 따라, 이러한 연결은 예컨대 상기 스위치 드라이브와, 상기 제 1 가이드 요소를 가진 상기 드라이브 유닛 사이의, 상기 가이드축의 방향으로 작용하는 나사결합일 수 있다. 필요에 따라, 상기 스위치 드라이브는 그가 삽입되어 있는 상태에서 예컨대 납 봉인을 이용해 상기 드라이브 유닛 안에 봉인될 수 있다. 다른 실시형태에서, 상기 봉인은 동시에 상기 언급된 접촉 도움과 조합되어 안전해질 수 있다. 필요에 따라, 이 연결 또는 록킹은 예컨대 상기 스위치 드라이브 상에 또는 상기 드라이브 유닛쪽에 배치된 토글 클램프로서 실현될 수 있다.

스위치기어와 관련하여, 본 발명의 목적은 상기 드라이브 유닛의 본 발명에 따른 상기 기술된 실시형태를 통해 달성된다. 그러므로 이 점에 있어서, 상기 스위치기어를 위해 발생하는 장점들과 관련하여서는 상기 드라이브의 상기 언급된 장점들을 참조하도록 한다. 상기 드라이브 유닛은 스위치의 스위칭 소자를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 운반하기 위해 상기 스위치와 연결되어 있으며, 이때 상기 드라이브 유닛은 공간적으로 상기 스위치로부터 떨어져 배치되어 있다. “공간적으로 스위치로부터 떨어져 배치된”이라는 개념은 드라이브 유닛이 스위치 또는 스위치 하우징 자체 위에 올려 놓여있는 것이 아니라, 예컨대 이로부터 몇 미터 떨어져 있는 스위치기어의 스위치 캐비넷 안에 배치되어 있다는 것을 뜻한다.

스위치기어가 상기 언급된 실시형태들에 따른 드라이브 유닛을 가진 가스 절연 스위치기어로서 설계되어 있으면, 그리고 상기 스위치 드라이브가 상기 전동기를 통해 발생 가능한 토크를 기계적 샤프트, 특히 플렉시블 샤프트를 통해 상기 스위치에게 방출하기 위한 기계적 커플링을 구비하면, 스위치기어 디자인에 있어서의 자유도 (degree of freedom) 와 관련된 그 밖의 장점들이 생긴다.

상기 언급된 본 발명은 가스 절연 스위치기어 (GIS) 의 예에서 설명되었을 지라도, 본 발명은 이에 상응하여 Dead Tank Breaker (DTB), Live Tank Breaker (LTB) 및 공기 절연 스위치기어 (AIS) 를 위해서도 이용 가능하다.

도면에는 본 발명의 실시예들이 개략적으로 도시되어 있다.

도 1 은 드라이브 유닛과 스위치를 가진 가스 절연 스위치기어의 측면도;
도 2 는 드라이브 유닛의 분리된 입체적인 도면, 및 스위치의 간략한 도면;
도 3 은 도 2 의 제 1 평면의 방향에서 스위치 드라이브의 제 1 실시형태를 가진 드라이브 유닛의 간략한 단면도;
도 4 는 스위치 드라이브의 제 2 실시형태를 가진 드라이브 유닛의 간략한 단면도;
도 5 는 도 5 에 단면 V-V 로 표시되어 있는 평면을 따른 가이드의 제 1 실시형태의 간략한 단면도;
도 6 은 도 5 에 따른 도면으로, 가이드의 제 2 실시형태의 간략한 단면도이다.

도 1 에는 수평 방향 (X) 으로 뻗어 있는 파워 스위치 (2), 및 이에 대해 정면쪽에 배치된 조합형 구동 및 제어 캐비넷 (3) 을 가진 본 발명에 따른 가스 절연 스위치기어 (1) 의 제 1 실시형태가 도시되어 있다. 상기 스위치기어는 쇄선으로 표시되어 있는 공간의 내부에 배치되어 있으며, 그리고 적어도 하나의 이동식 스위칭 소자 (5) 를 가진 적어도 하나의 가스 절연 스위치 (4) 를 포함한다. 스위칭 위치에 따라, 상기 이동식 스위칭 소자 (5) 는 스위치기어 (1) 의 제 1 도체 섹션 (6) 을 제 2 도체 섹션 (7) 과 연결하거나 또는 끊는다. 도체 섹션 (6, 7) 들과 스위치 내부는 간략하게 도시되어 있다.

구동 및 제어 캐비넷 (3) 의 왼쪽에는, 조작자 또는 기술자 (9) 를 위한, Y 방향으로 뻗어 있는 조작 통로 (8) 가 배치되어 있다.

구동 및 제어 캐비넷 (3) 은 스위치기어를 제어 및 조절하기 위한 제어 유닛 (control unit, 13) 및 드라이브 유닛 (10) 을 포함한다 (둘 다 쇄선으로 표시되어 있다). 드라이브 유닛 (10) 은 특히 적어도 하나의 스위치 (4) 의 적어도 하나의 스위칭 소자 (5) 를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 운반하기 위해 사용된다. 이를 위해, 드라이브 유닛 (10) 은 스위치 드라이브 (15) 를 구비하며, 상기 스위치 드라이브는 공간적으로 본래의 스위치 (4) 로부터 떨어져 조작 통로 (8) 에 가까이 배치되어 있다.

스위치 드라이브 (15) 는 전동기 (22) 를 포함하며 (예컨대 도 2 내지 도 4 참조), 그의 구동력은 이 경우 유연한 기계적 샤프트 (16) 를 통해 상기 이동식 스위칭 소자 (5) 에 작용한다.

이해하기 쉽게 설명하기 위해, 하기에서 본 발명은 스위치 드라이브 (15) 및 이동식 스위칭 소자 (5) 와 관련하여서만 설명된다. 하지만, 스위치기어, 예컨대 가스 절연 서브스테이션이 다수의 스위치 및 이에 상응하여 다수의 스위치 드라이브를 구비할 수 있음이 당연하다.

도 2 에서의 드라이브 유닛 (10) 및 스위치 (4) 의 간략하게 도시되어 있는 도면에서 알아볼 수 있듯이, 여기에 대표적으로 도시되어 있는 2개의 스위치 드라이브 (15) 의 각각은 서랍 유형으로 드라이브 유닛 (10) 안에 꽂힐 수 있으며, 그리고 드라이브 유닛 (10) 밖으로 인출될 수 있다 (도 2 에서의 이중 화살표 참조). 기술자 (9) 에 의해 스위치 드라이브 (15) 들의 이러한 삽입 및 인출을 가능하게 하기 위해, 드라이브 유닛 (10) 은 캐비넷쪽에, 적어도 하나의 제 2 스위치 드라이브쪽 가이드 요소 (guide element, 18) 와의 상호 작용을 위한 적어도 하나의 제 1 가이드 요소 (17) 를 구비한다. 상기 가이드를 위한 구체적인 가능한 실시형태들은 도 5 및 도 6 에 관한 설명과 관련하여 하기에서 상세히 설명된다.

도 2 에 도시되어 있는 드라이브 유닛 (10) 에서, 각각의 스위치 드라이브 (15) 에게는 U 모양 프로파일 형태의 2개의 제 1 가이드 요소 (17) 가 할당되어 있으며, 상기 가이드 요소들은 2개의 제 2 가이드 요소 (18) 를 구비한 스위치 드라이브 (15) 의 기본 바디 (basic body, 19) 를 측면에서 안내하여 수용하고, 그리고 이렇게 하여 가이드축 (21) 을 형성하며, 상기 가이드축을 따라 스위치 드라이브 (15) 가 움직여질 수 있다. 이때, 상기 제 2 가이드 요소 (18) 들은 양철로 된 기본 바디 (19) 안에 완전히 통합되어 있으며, 그리고 상기 기본 바디에 의해 세로 방향 모서리 (20) 들이 형성되어 있다. 드라이브 유닛 (10) 의 왼쪽에서, 스위치 드라이브 (15) 는 드라이브 유닛 (10) 밖으로 거의 완전히 인출된 상태에서 도시되어 있고, 반면 그것의 오른쪽에 있는 스위치 드라이브 (15) 는 드라이브 유닛 (10) 안으로 완전히 밀어 넣어진 상태 (작동 상태) 에서 도시되어 있으며, 상기 상태에서 스위치 드라이브 (15) 는 이동식 샤프트 (16) 와 작동적으로 연결되어 있다.

전동기 (22) 에 대한 모든 전기적 연결, 및 동력 공급을 포함하여 상기 전동기의 감시 및 제어는 전기적 인터페이스 (23) 를 통해 수행된다. 적어도 모든 전기적 연결의 다수는 플러그 및 소켓 연결부 (plug-and-socket connection, 24) 들을 통해 실현되어 있다. 상기 플러그 및 소켓 연결부 (24) 들의 정렬은 (도 2 에는 편의상 상기 플러그 및 소켓 연결부들 중 단 하나가 참조부호 24 로 표시되어 있다) 삽입축 (25) 을 정의한다. 삽입축 (25) 은 가이드축 (21) 에 대해 가로질러 뻗어 있으며, 그리고 스위치 드라이브를 연결부들, 예컨대 제어 유닛으로부터 나오는 연결 라인들과 전기적으로 접촉 또는 비접촉시키기 위한 조작자 (9) 의 필요한 운동 방향을 정의한다.

스위치 드라이브 (15) 가 밀어 넣어진 상태에서, 전기적 인터페이스 (23) 는 마찬가지로 독립적인 캐비넷으로서 형성된 드라이브 유닛 (10) 의 창문 유형의 연결 개구부 (26) 아래에 놓여 있고, 따라서 조작자 (9) 는 상기 플러그 및 소켓 연결부들의 전기적 접촉 또는 비접촉을 편안히 수행할 수 있다. 도 2 에는, 스위치 드라이브 (15) 들의 교체 가능성을 보이기 위해, 드라이브 유닛 (10) 은 통로쪽 커버 (cover) 없이 도시되어 있다.

모터 (22) 는 형상 끼워맞춤식 기계적 커플링 (coupling, 27) 을 통해, 유연한 샤프트 (16) 와 연결되어 있다. 필요에 따라, 스위치 드라이브 (15) 는 추가로 모터 (22) 와 커플링 (27) 사이의 하나 또는 다수의 기어단을 구비한다. 따라서, 스위치 드라이브 (15) 의 기계적 커플링 (27) 은 (도시되어 있지 않은) 커플링 요소와 함께 상기 유연한 샤프트 (16) 의 연결부쪽에서, 꽂힐 수 있는 형상 끼워맞춤식 커플링을 형성한다.

스위치 (4) 의 스위칭 소자 (5) 의 간접적인 위치검출을 수행할 수 있기 위해, 스위치 드라이브 (15) 는 보조 접점 (auxiliary contact, 28) 들을 구비한다. 기계적 샤프트 (16) 는 전동기 (22) 와 스위칭 소자 (5) 사이의 틈 없는 기계적 전달 체인이기 때문에, 위치검출이 신뢰성 있게 실현될 수 있다.

조작자/기술자 (9) 가 스위치 드라이브에 의해 구동된 스위치 (4) 의 스위칭 소자 (5) 의 스위칭 위치를 판독하는 것을 특히 쉽게 하도록 하기 위해, 상기 스위치 드라이브 (15) 는 통합된 스위칭 위치 디스플레이 (switching position display, 31) 를 구비하며, 상기 스위칭 위치 디스플레이를 이용해, 드라이브 유닛 (10) 의 또는 스위치기어 (1) 의 작동 동안 스위칭 소자 (5) 의 스위칭 위치는 인체 공학적으로 이상적으로 검침원에게 보여진다.

도 3 은 이중 화살표의 방향으로 볼 때, 도 2 의 제 1 평면 (29) 에 대해 가로질러, 드라이브 유닛 (10) 안에 완전히 꽂힌 또는 밀어 넣어진 제 1 실시형태의 스위치 드라이브 (15) 의 간략한 단면도를 보이고 있다.

기본 바디 (19) 는 조작 통로 (8) 쪽으로 각이 진 박판 바디 (sheet body) 인 것이 도 3 에 나타나 있다. 물론, 상기 기본 바디는 실시형태에 따라 대안적으로, 구조를 형성하는 다수의 요소들로 조립되어 있거나 또는 주조 바디 (cast body) 로서 형성되어 있을 수도 있다.

전동기 (22) 뿐만 아니라 보조 접점 (28) 들은 스위치 드라이브 (15) 의 기본 바디 (19) 와 단단히 연결되어 있다. 이 실시형태에서, 커플링 (27) 은 전동기 (22) 에 인접해 있다. 커플링 (27) 에 이어질 수 있는 유연한 샤프트 (16) 는 간략하게 쇄선으로 표시되어 있다.

전기적 인터페이스 (23) 는 조작이 쉽고, 캐비넷 유형의 드라이브 유닛 (10) 의 연결 개구부 (26) 를 통해 접근 가능하며 (accessible), 그리고 삽입축 (25) 의 방향으로 정렬된 플러그 및 소켓 연결부의 소켓 (24a, 24b, 24c, 24d, 24e) 으로서 형성된 부품들을 포함한다. 이 소켓 (24a, 24b, 24c, 24d, 24e) 들은 탈착 가능한 나사결합을 통해 기본 바디 (19) 와 단단히 연결되어 있으며, 그리고 전기 라인 (30) 들을 통해 모터 및/또는 보조 접점 (28) 들과 연결되어 있다. 보조 접점 (28) 들 이외에, 스위치 드라이브 (15) 의 실시형태들은 요구에 따라 그 밖의 전기적 요소들, 예컨대 직렬 저항기 및/또는 보조 스위치를 구비할 수 있다. 소켓 (24a, 24b, 24c, 24d, 24e) 들에 맞는 플러그들은 연결 개구부 (26) 를 통해 안내되는데, 이는 도 3 에 도시되어 있지 않다.

스위치 드라이브 (15) 의 도 3 에 도시되어 있는 실시형태는 그 밖의 나사결합 (33) 을 통해 안전하게 고정시키기 위해 드라이브 유닛 (10) 의 기계적 구조와 단단히 연결될 수 있으며 및/또는 록킹될 수 있다.

도 4 에 도시되어 있는 스위치 드라이브 (15) 의 대안적인 제 2 실시형태는 차이점들을 보다 명확히 보이기 위해 도 3 과 동일한 도면으로 도시되어 있다. 도 3 에 도시되어 있는 스위치 드라이브 (15) 의 제 1 실시형태에 대한 스위치 드라이브 (15) 의 제 2 실시형태의 유사성으로 인해, 하기에서는 제 1 실시형태와 관련된 스위치 드라이브 (15) 의 제 2 실시형태의 차이점들만 설명된다. 이에 상응하여, 동일한, 또는 동일하게 작용하는 부품들은 동일한 참조부호들로 표시되어 있다.

도 3 과는 달리, 스위치 드라이브 (15) 의 제 2 실시형태의 기본 바디 (19) 는 Y 방향으로 볼 때 U 모양의 횡단면을 갖는다. 전기적 인터페이스 (23) 의 소켓 (24a, 24b, 24c, 24d) 들은 기본 바디 (19) 의 조작 통로 (8) 로부터 멀리 향하는 단부에서 기본 바디 (19) 의 후방 프로파일 다리부의 외면에 배치되어 있으며, 그리고 삽입축 (25) 을 정의하고, 상기 삽입축은 가이드 요소 (17, 18) 들에 의해 정의된 가이드축 (21) 과 동일한 방향으로 뻗어 있다.

스위치 드라이브 (15) 를 드라이브 유닛 (10) 안으로 밀어 넣을 때 소켓 (24a, 24b, 24c, 24d) 들과 상응하는 플러그 (34a, 34b, 34c, 34c) 들과의 자동적인 전기적 접촉을 달성하기 위해, 플러그 (34a, 34b, 34c, 34c) 들은 지지부 (35) 형태의 강성적인 연결 기하형상을 통해 드라이브 유닛 (10) 의 기계적 구조와 또는 그의 덮개 박판 (36) 과 단단히 연결되어 있다. 플러그 (34a, 34b, 34c, 34c) 들은 연결 라인 (37) 들을 통해 그 밖의 플러그 콘택 (plug contact, 38) 들과 연결되어 있으며, 상기 플러그 콘택들은 덮개 박판 (36) 의 위쪽으로부터 조작자에 의해 제어 캐비넷으로부터 나오는 연결 라인들에 이어질 수 있다. 상기 그 밖의 플러그 콘택 (38) 들은 소켓 (24a, 24b, 24c, 24d) 들과 동일하게 만들어져 있다.

스위치 드라이브 (15) 는 드라이브 유닛쪽에 배치되어 있는 토글 클램프 (41) 를 통해, 가이드축 (21) 의 방향으로 완전히 진입된 그의 위치에 단단히 그리고 신뢰성 있게 유지되어 있다.

도 5 를 근거로 제 1 가이드 요소 (17) 와 제 2 가이드 요소 (18) 와의 상호 작용이 도시되어 있다. 도 5 는 도 3 에서의 단면 V-V 로 표시된 평면을 따른 가이드 (guide) 의 제 1 실시형태를 간략한 단면도를 통해 보이고 있다. 제 1 가이드 요소 (17) 는 압출 성형된 경량 금속으로 만들어진 2개의 제 1 가이드 프로파일 (guide profile, 39) 을 포함한다. 각각의 가이드 프로파일 (39) 은 슬롯 모양의 수용 영역 (40) 을 가지며, 상기 수용 영역 안에는 제 2 가이드 요소 (18) 를 형성하는 기본 바디 (19) 의 세로 방향 모서리 (20) 들이 YZ 방향으로 안내되어 있고, 그리고 X 방향으로 뻗어 있는 가이드축 (21) 에 있어서 직사각형 모양의 횡단면을 가진 기본 바디 (19) 의 삽입 및 인출만 허용한다. 기본 바디 (19) 와 덮개 박판 (36) 사이에 배치된 공간은 소켓 (24a, 24b, 24c, 24d, 24e) 들의 필요 공간에 상응하여 치수화되어 있다.

도 5 와 동일한 도면으로 도 6 에는 대안적인 제 1 가이드 요소 (17) 와 대안적인 제 2 가이드 요소 (18) 를 가진 제 2 실시형태의 대안적인 제 2 가이드가 도시되어 있다. 도 5 에 도시되어 있는 제 1 실시형태에 대한 가이드의 제 2 실시형태의 유사성으로 인해, 하기에서는 제 1 실시형태와 관련된 제 2 실시형태의 차이점들만 상세히 설명된다. 이에 상응하여, 동일한, 또는 동일하게 작용하는 부품들은 동일한 참조부호들로 표시되어 있다.

도 5 와는 달리, 기본 바디 (19) 의 제 2 실시형태는 모자 모양의 횡단면을 가지며, 이때 Y 방향으로 기본 바디 (19) 의 각각 하나의 단부 섹션이 뻗어 있다. 이 단부 섹션들은 본래의 제 2 가이드 요소 (18) 를 형성한다. 도 5 에서의 제 1 가이드 요소 (17) 의 제 1 실시형태와는 달리, 제 2 실시형태의 제 1 가이드 요소 (17) 는 YZ 방향으로 Z 모양의 횡단면을 가진다.

필요에 따라 또한 드라이브 유닛에 대한 요구에 따라, 상기 설명된 실시형태들의 여러 가지 조합 및 대안이 실현 가능하다.

1 : 스위치기어 2 : 파워 스위치
3 : 조합형 구동 및 제어 캐비넷 4 : 스위치
5 : 이동식 스위칭 소자 6 : 제 1 도체 섹션
7 : 제 2 도체 섹션 8 : 조작 통로
9 : 조작자/기술자 10 : 드라이브 유닛
13 : 제어 유닛 15 : 스위치 드라이브
16 : 유연한 기계적 샤프트 17 : 제 1 가이드 요소
18 : 제 2 가이드 요소 19 : 기본 바디
20 : 기본 바디의 세로 방향 모서리 21 : 가이드축
22 : 전동기 23 : 전기적 인터페이스
24 : 플러그 및 소켓 연결부 24a, 24b, 24c, 24d, 24e : 플러그 및 소켓 연결부의 소켓
25 : 삽입축 26 : 연결 개구부
27 : 기계적 커플링 28 : 보조 접점
29 : 제 1 평면 30 : 전기 라인
31 : 스위칭 위치 디스플레이 33 : 그 밖의 나사결합
34a, 34b, 34c, 34d : 플러그 35 : 지지부
36 : 덮개 박판 37 : 연결 라인
38 : 그 밖의 플러그 콘택 39 : 제 1 가이드 프로파일
40 : 수용 영역 41 : 토글 클램프

Claims (10)

1. 드라이브 유닛 (10) 으로서, 상기 드라이브 유닛은 적어도 하나의 스위치 (4) 의 적어도 하나의 스위칭 소자 (5) 를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 운반하기 위해 중간 전압 또는 고 전압 스위치기어 (1) 의 상기 적어도 하나의 스위치 (4) 와 연결될 수 있으며, 이때 상기 드라이브 유닛 (10) 은 전동기 (22), 및 동력 공급을 위한 및 상기 전동기 (22) 를 제어하기 위한 전기적 인터페이스 (23) 를 구비하고 있는 드라이브 유닛 (10) 에 있어서, 상기 드라이브 유닛 (10) 은 제 1 가이드 요소 (17) 를 구비하고 있으며, 그리고 스위치 드라이브 (15) 는 전기 모터 (22), 전기적 인터페이스 (23) 및 제 2 가이드 요소 (18) 를 구비하고 있고, 이때 상기 스위치 드라이브 (15) 는, 상기 스위치 드라이브 (15) 가 상기 드라이브 유닛 (10) 안으로 삽입될 수 있고 그리고 상기 드라이브 유닛 (10) 밖으로 인출될 수 있는 방식으로 상기 제 2 가이드 요소 (18) 를 통해 상기 제 1 가이드 요소 (17) 와 상호 작용하며, 그리고 이때 상기 스위치 드라이브 (15) 는 전동기 (22) 를 통해 발생 가능한 구동력을 공간적으로 상기 드라이브 유닛 (10) 으로부터 떨어져 배치될 수 있는 스위치 (4) 에게 방출하기 위한 기계적 커플링 (27) 을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 드라이브 유닛 (10).
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 가이드 요소 (17) 및/또는 상기 제 2 가이드 요소 (18) 는 가이드축 (21) 을 정의하며, 상기 가이드축의 방향에 있어서 상기 스위치 드라이브 (15) 는 상기 드라이브 유닛 (10) 안으로 삽입될 수 있고 그리고 상기 드라이브 유닛 (10) 밖으로 인출될 수 있는 것을 특징으로 하는 드라이브 유닛.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 다음의 특징들 중 적어도 하나를 특징으로 하는 드라이브 유닛:
   a) 상기 제 2 가이드 요소 (18) 는 상기 스위치 드라이브 (15) 의 기본 바디 (basic body, 19) 와 연결되어 있다;
   b) 상기 스위치 드라이브 (15) 는 기계적 조작 수단을 구비하며, 상기 조작 수단을 통해, 상기 스위치 드라이브 (15) 는 상기 드라이브 유닛 (10) 안에 삽입된 상태에서 핸드 크랭크 드라이브 (hand crank drive) 의 실시형태로 대안적으로 손에 의해 작동될 수 있다;
   c) 상기 스위치 드라이브 (15) 는 스위칭 위치 디스플레이 (switching position display) 를 구비하며, 상기 스위칭 위치 디스플레이를 이용해, 상기 드라이브 유닛의 또는 상기 스위치기어의 작동 동안 상기 스위칭 소자 (5) 의 스위칭 위치가 보여질 수 있다.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 가이드 요소 (18) 는 적어도 부분적으로 상기 기본 바디 (19) 안에 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 드라이브 유닛.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 전기적 인터페이스 (23) 는 적어도 하나의 플러그와 하나의 소켓 (24a, 24b, 24c, 24d, 24e) 을 가진 전기적 플러그 및 소켓 연결부 (plug-and-socket connection, 24) 로서 설계되어 있으며, 이때 상기 플러그 또는 상기 소켓 (24a, 24b, 24c, 24d, 24e) 은 상기 기본 바디 (19) 와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 드라이브 유닛.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스위치 드라이브 (15) 는 구동될 수 있는 상기 스위치 (4) 의 상기 스위칭 소자 (5) 의 스위치 위치를 검출하기 위한 보조 접점 (auxiliary contact, 28) 들을 구비하는 것을 특징으로 하는 드라이브 유닛.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 플러그 및 소켓 연결부 (24) 는 삽입축 (25) 을 정의하며, 상기 삽입축은 상기 가이드축 (21) 에 대해 가로질러 뻗어 있고, 특히 상기 가이드축 (21) 에 대해 직각으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 드라이브 유닛.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 플러그 및 소켓 연결부 (24) 는 삽입축 (25) 을 정의하며, 상기 삽입축은 상기 스위치 드라이브를 상기 드라이브 유닛 안에 꽂을 때 자동적으로 플러그 (34a, 34b, 34c, 34d) 와 소켓 (24a, 24b, 24c, 24d) 간의 전기적 플러그 및 소켓 연결 (24) 이 발생하는 방식으로 상기 가이드축 (21) 의 방향으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 드라이브 유닛.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스위치 드라이브 (15) 는 삽입된 상태에서 상기 드라이브 유닛 (10) 과 기계적으로 연결될 수 있으며, 실시형태들에 있어서는 기계적으로 록킹될 수 있는 것을 (can be locked) 특징으로 하는 드라이브 유닛.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 적어도 하나의 드라이브 유닛 (10) 을 가진 스위치기어, 특히 가스 절연 스위치기어 (1).

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